SPAL电子风扇在商用车发动机冷却中的应用.pdf

spalspal电子风扇电子风扇在商用车在商用车 发动机冷却中的应用发动机冷却中的应用 第一节第一节概述概述 汽车冷却风扇是汽车发动机冷却系中的一个重要部件之一。 机械式风扇消耗功率约占发动机额定功率的3%10%。如果设计优 良、风扇安装及匹配合理，则机械式风扇在工作时消耗功率仅为 发动机额定功率的3%5%。 为保证汽车发动机的正常工作，对风扇设计提出各种要求： 需要风扇提供足够的风量； 有一定的风扇压头值以克服系统阻力； 风扇对散热器芯部的覆盖面积要足够大，使通过散热器的风速 均匀； 在要求风量大的同时要求风扇消耗功率要小、静效率要高且等 效率区域宽阔要求风扇尽可能在高效率区域工作； 要求风扇结构紧凑、质量轻、噪音小、适合大量生产、成本低， 采用风扇护风罩避免回流损失等。 因此风扇设计和安装条件、匹配合理与否对汽车发动机有效 的工作起着至关重要的作用。 机械式风扇的驱动方式是和发动机有一定的传动比。风扇的 转速是随发动机的转速而变。但发动机工作时需要冷却系带走的 热量和发动机的转速并无直接关系，它主要是和发动机负荷有关。 机械式风扇设计都是以冷却系遇到最恶劣、最苛刻工况作为设计 依据。这样设计的风扇，发动机在其他工况工作时必然带来一些 缺点，如过多消耗发动机有效功率和燃料，在冬季冷态磨损增加， 起动预热时间长，噪音大等。为克服这些缺点，改变传统的驱动 方式，根据发动机的水温来自动控制风扇的风量，采用风扇离合 器（硅油离合器、电磁离合器等）、电子风扇、液压风扇等达到 这种目的。 spal公司从2006年起在国内尝试用直流电子风扇（轴流式风 机）做为发动机冷却风扇，已取得一定成果。目前与国内多个客 车厂家如大金龙、小金龙、福田、湖南株州时代等开展此应用的 试验工作和批量装车。 第二节第二节 风扇结构型式及特点介绍风扇结构型式及特点介绍 1.1.按结构型式分类按结构型式分类 轴流式风扇轴流式风扇：轮毂比只有0.20.5，叶片数4叶10叶，比转速 100的风扇为轴流式风扇。轴流式风扇效率较高、结构紧凑、安 装性好、布置方便，在低压头情况下风量较大。在汽车、拖拉机、 工程机械、内燃机车上应用较广。 离心式风扇离心式风扇：离心式风扇其轮毂比较大、叶片数较多、比转速 100。离心式风扇虽然效率较低，但能使气流转向，总布置方便、 产生的压头较高，故在风冷发动机中应用较广泛。 螺旋式风扇螺旋式风扇：螺旋式风扇在航空及船舶中使用，汽车上很少见 到。 2.2.按传动方式分类按传动方式分类 直接传动式：直接传动式：风扇固定在曲轴前端，这种方式结构简单，但需 要橡胶减震传动。 间接传动：间接传动：通过角传动、v型皮带、多契带、齿轮、风扇离合器 等驱动风扇。风扇往往和水泵装在同一根轴上，由于传动比可以 选定，确定风扇外径比较方便。所需驱动功率较大、噪音较大、 发动机舱空间布置受到限制。 电子风扇：电子风扇：由于这种传动方式与发动机本身没有直接的关系， 所以发动机舱布置的自由度较大。用水温开关传感器等进行自动 控制，可降低驱动功率损失及噪声。由于受电动机功率的限制， 在载货车中应用较少，在轿车中电动风扇应用较广。 液压马达风扇：液压马达风扇：成本较高，在经济发达国家得到较广泛应用， 因成本原因目前国内很少采用。 皮带传动风扇 角传动风扇 电子风扇 液压马达风扇 第三节第三节 spalspal电子风扇特点电子风扇特点 长寿命长寿命; ; 对于发动机冷却系统所使用的大功率spal轴流风机，试验寿命可 达35000小时。 工作温度范围；工作温度范围； spal 风机可在-40到120的范围内保持良好的工作状态。 ipip防护等级；防护等级； spal公司出品电子风扇均达到ip68防护等级，采用了全密封形式 的电机，从而保证了电机在更恶劣的工况下仍能够稳定运转。 噪音低；噪音低； 电子风扇相对于传统机械式风扇噪音低。 风量-静压曲线 风量大；风量大； spal风机因其优良的设计和制造工艺，风量比其它同尺寸、规格 的风机要大；且在较宽的静压范围内产生比同尺寸、规格风机大 的风量。 第四节第四节发动机冷却系统中常用的发动机冷却系统中常用的spalspal电子风扇电子风扇 1. va33-bp91/vll-65a 产品描述：有刷吸风式风扇、扇叶直径385mm、寿命11000小时、 压差200pa时风量2600立方米每小时 2. va33-bp71/vll-65a 产品描述：有刷吸风式风扇、扇叶直径385mm、寿命12500小时、 压差200pa时风量1860立方米每小时 3. va01-bp90/vll-66a 产品描述：有刷吸风式风扇、扇叶直径305mm、寿命12000小时、 压差200pa时风量1874立方米每小时 4. va01-bp90/vll-79s 产品描述：有刷吸风式风扇、扇叶直径305mm、寿命12000小时、 压差200pa时风量1874立方米每小时 5. va89-bbl305-94a 产品描述：超高性能无刷风扇、扇叶直径305mm、寿命超过 35000小时、压差200pa时风量2150立方米每小时 第五节第五节 电子风扇在发动机冷却系统布置形式电子风扇在发动机冷却系统布置形式 吸风式吸风式：空气先经过中冷器、水箱再经过风扇,冷却效率高,但 风扇布置在发动机舱内，受环境温度影响，工况较差。 吹风式吹风式：空气先经过风扇再经过中冷器、水箱，冷却效率不如 吸风式，冷却风先经过风扇电机，风扇工况较好。但因风扇布置 在发动机舱外，产生环境噪声较吸风式大。 第六节第六节 空气流通系统空气流通系统 空气流通系统的好坏直接影响到进风系数, 因此精心组织和协调 空气流通系统是冷却系设计的重要环节之一。下面介绍几点提高 进风系数的措施: 在保证整车结构及美观的前提下, 尽可能增大散热器进风舱进 气口的面积。 尽可能采用正面面积大、芯部较薄的散热器。 加强散热器进气舱与散热器接合处的密封性,加强散热器与护风 罩装配结合面上的密封性。 合理确定风扇中心与散热器芯部中心的相对位置。将各风扇隔 离开,避免风扇间相互产生空气扰流。 合理确定风扇与散热器的轴向距离; 合理设计护风罩。这样可 以使气流均匀地通过散热器芯部整个面积。 加强发动机舱的通风, 并组织气流通畅排出。 第七节第七节电气系统电气系统 因风扇电机自身特性，为了缓解启动瞬间电流对电机的冲击， 要求使用软启动（低电压）方式； 使用精确温度控制模式，根据发动机具体工况用多级或无级调 速方式调节风扇转速，以达到节能的目的，并延长电机使用寿命。 根据电子风扇的启动特性报告,合理设定系统保险熔断值,以满 足电器系统正常工作。 控制输入的纹波电压1%，较大的纹波电压将导致电机内部温 度过高，导致内部部件损坏。 第第八八节节应用案例应用案例 一，福田一，福田9 9米客车米客车 发动机功率发动机功率215hp或245hp 水箱芯体尺寸水箱芯体尺寸746*678*76 中冷器芯体尺寸中冷器芯体尺寸745*740*65 spal风扇风扇4*va01-bp90/vll-66a 风扇总风量风扇总风量7200m3/h 200pa 二，南车时代混合动力底盘二，南车时代混合动力底盘 发动机功率发动机功率225hp 水箱芯体尺寸水箱芯体尺寸 中冷器芯体尺寸中冷器芯体尺寸 spal风扇风扇4*va01-bp90/vll-66a 风扇总风量风扇总风量7200m3/h 200pa 三，广通客车三，广通客车 发动机功率发动机功率184kw 水箱芯体尺寸水箱芯体尺寸570*870*70 中冷器芯体尺寸中冷器芯体尺寸541*500*50 spal风扇风扇5*va89-bbl305-94a 风扇总风量风扇总风量10750m3/h 200pa 四，扬汽集团（安凯、青年、申龙）四，扬汽集团（安凯、青年、申龙） 发动机功率发动机功率潍柴336hp 水箱芯体尺寸水箱芯体尺寸 中冷器芯体尺寸中冷器芯体尺寸 spal风扇风扇2*va01-bp70/ll-66a 2*va